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清华大学王灿:统筹风光发电、新型储能、智能电网等技术研发

作者:王灿 来源:学习时报 发布时间:2025-05-08 浏览:

数字储能网讯:党的二十届三中全会《决定》提出,要健全绿色低碳发展机制,积极稳妥推进碳达峰碳中和。2025年《政府工作报告》明确将“协同推进降碳减污扩绿增长,加快经济社会发展全面绿色转型”列为重点工作任务之一。在绿色低碳战略引领下,我国相关技术和产业发展取得显著成绩。特别是在可再生能源领域,装机规模持续突破。2024年,全国可再生能源发电新增装机达3.73亿千瓦,同比增长23%,占电力新增装机的86%。同时,外贸“新三样”(光伏产品、锂电池、新能源汽车)加速拓展国际市场,确立了全球领先地位。截至2024年底,光伏产品、锂电池、新能源汽车的年出口突破万亿元,市场遍及200多个国家和地区。

然而,显著成绩的背后,低碳产业链协同创新的深层次矛盾依然突出:一是关键技术创新面临瓶颈,氢能炼钢、碳捕集利用与封存(CCUS)等领域的核心技术尚未完全突破;二是区域间产业布局同质化现象严重,不同地区差异化的资源禀赋优势未能充分发挥;三是产业链上下游协同不足,原材料获取、废弃物处理和设备更新面临巨大压力;四是政策与市场机制不完善,未能充分调动各方参与的积极性。

系统推进“双碳”目标实现,亟须从“单点突破”转向“全产业链协同创新”,通过关键技术攻关、因地制宜布局、全生命周期管理以及政策标准完善,充分激发全产业链创新活力,提升低碳产业协同效应。

清单式布局,创新链牵引,突破低碳产业技术瓶颈

打造低碳产业链,技术创新是关键。国际能源署(IEA)指出,近50%的碳减排依赖尚处示范或原型阶段的技术。需聚焦关键瓶颈问题,加快技术攻关与成果转化。

一是制定低碳技术攻关清单,聚焦钢铁、水泥、化工、交通等高碳行业,针对氢能炼钢、水泥行业CCUS、二氧化碳制化学品、超低排放船舶、燃气轮机等前沿技术,集中资源,精准攻坚,突破核心技术难题。

二是设立重大科技项目,瞄准“绿色产业链”,针对相互依存的关键技术开展联合攻关,推动上下游创新成果协同增效。如统筹风光发电、新型储能、智能电网、电解水制氢、绿氢炼钢、绿色醇氨航运等技术研发,构建从能源生产到终端应用的全链条创新技术体系。

三是构建“产学研用”深度融合的创新平台,支持企业联合高校、科研院所建立低碳技术创新联合体,贯通“理论探索——基础研究——工程化中试——产业化”全流程,加速关键技术攻关与成果转化。发挥链主企业带动作用,依托其在技术、资金和市场方面的优势,整合上下游资源,推动产业链协同创新,形成以链主企业为核心的低碳技术研发与应用生态。

四是加强国际合作,推动建立全球低碳创新网络,加强技术引进与输出,开展联合研发、技术转让和投资合作,促进国际低碳技术市场的快速发展。

央地联动,因地制宜,推动低碳产业集群化发展

碳中和目标下,预计我国2060年需部署超过6000GW可再生能源、1000GW 储能设施和700GW电解槽,80%以上的工业生产将依赖绿电、绿氢或配备CCUS设施。庞大的新兴产业需求对产业布局和区域合作提出了更高要求。

在国家层面,需坚持全国一盘棋,统筹考虑各地区的产业基础、资源禀赋与环境承载力,推动形成集群化、差异化的绿色低碳转型新格局。例如,东南地区可依托海上风电资源和制造业基础,推动海上风电装备制造、电动汽车、先进储能、绿色远洋航运等产业协同发展;华北和东北地区可结合煤炭资源,通过清洁利用、耦合绿氢等手段,推动煤化工等传统重工业低碳转型;西部地区则可依托风光资源,建设风光储一体化能源基地,结合“西电东送”“东数西算”等国家战略,形成跨区域、多产业联动的新质生产力集群。

在地方层面,需处理好“重点建设”与“协同互补”的关系。一方面,根据国家战略及本地资源禀赋、产业基础和科研条件,制定符合实际的“双碳”规划和低碳产业发展模式,避免盲目跟风和同质化竞争;另一方面,加强产业链上下游联动和跨区域合作,发挥区域互补优势。例如,通过“宁电入湘”工程,将宁夏新能源资源与湖南制造业基础结合,推动绿色电力和新能源装备制造联动发展,探索跨区域合作新模式。

前瞻性规划,全周期管理,构建低碳产业链生态系统

低碳技术的广泛应用将推动关键金属需求激增,预计到2040年,锂、镍、钴等金属的需求将是当前的6倍以上。与此同时,低碳产业设备更新和废弃物处理也面临重大挑战。据估计,到“十四五”末,运行时长超过20年的老旧风电场规模将超过1.2GW;到2030年和2050年,需回收的光伏组件将分别达到150万吨和2000万吨。

为应对这些挑战,需贯彻全周期管理理念,结合循环经济,从源头到末端实现资源的高效利用和低碳化转型。在技术产品研发阶段,优化产品材料选择和结构设计,延长设备使用寿命,降低拆解难度,从源头减少资源消耗和环境影响。在原材料供应阶段,推动清洁供应与“绿色矿山”建设,研发绿色开采技术,减少采矿过程中的碳排放与生态影响,提升资源开采与转化效率,确保低碳原材料的持续供应。在产业链规划阶段,以“零碳园区”建设为载体,推动能源绿色转型、资源梯次利用和智能化调度管理,构建循环经济下的低碳产业集群示范样板。在废旧设备回收阶段,完善回收、拆解和循环再造体系,最大限度地实现资源再利用,减少废弃物对环境的压力,发挥循环经济的巨大作用。

制度保障,市场激励,完善低碳产业链发展机制

打造低碳产业链不仅需要技术创新和产业升级,还需要完善的制度保障和市场机制。

其一,标准体系是产业链协同创新的重要支撑,通过提供清晰的技术指引和准入规则、共同的发展框架促进产业链内部各环节的有效衔接和协同发展,有助于降低交易成本、促进跨界合作,提升产业链的协同效率。应统筹考虑产业链各环节及跨链协同关系,系统构建绿色低碳标准,确保跨区域、跨部门标准的有效衔接与互通。例如,在新能源领域,统一风电、光伏设备的技术标准与认证要求,避免重复检测和资源浪费。优化认证体系,将碳足迹认证从单一的“产品认证”扩展为全面的“产业链认证”。例如,零碳电力产业链的认证,可为该产业链中关键支撑环节智能电网、储能等提供低碳贡献认证,提高认证效率的同时为整个产业链的绿色低碳发展提供激励机制。

其二,政策支持是推动低碳产业链协同创新的关键保障。围绕“零碳综合能源系统”“低碳大农食系统”“绿色建筑循环系统”等关键产业链,制定专项支持政策,推动低碳技术的协同发展以及与供应链各环节的有效衔接。针对不同地区产业集群的短板,通过科技支持、税收优惠等政策的精准实施,提升区域低碳产业竞争力。鼓励地方政府结合本地资源禀赋和产业基础,制定差异化支持政策,避免“一刀切”和同质化竞争。

其三,市场机制是推动低碳产业链协同创新的核心动力。需完善市场机制,激发企业创新活力。例如,创新气候投融资工具、转型金融工具,吸引社会资本参与低碳项目建设,为低碳技术研发与产业化提供资金支持;扩大碳市场覆盖范围,逐步将更多高碳行业纳入碳排放交易体系,为产业链低碳转型提供有效的市场信号。

作者系清华大学环境学院党委书记

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关键字:碳达峰碳中和

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